DE19834740C2 - Kraftfahrzeugbatterie mit integrierter Überwachungsvorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Kraftfahrzeugbatterie - Google Patents

Kraftfahrzeugbatterie mit integrierter Überwachungsvorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Kraftfahrzeugbatterie

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbatterie mit integrierter Überwachungs­ vorrichtung zur Überwachung des Betriebszustandes der Batterie, wobei mit­ tels der Erfindung eine lange Lebensdauer und ein gutes Stromabgabevermö­ gen erzielt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überwachung einer Kraftfahrzeugbatterie, die mit der Überwachungsvorrichtung arbeitet.
Aus dem Stand der Technik ist allgemein bekannt, den Ladezustand von Kraft­ fahrzeugbatterien zu überwachen. Dazu werden verschiedene Vorrichtungen und Verfahren eingesetzt.
Vorzugsweise wird gemessen, welcher Strom wie lange in die Kraftfahrzeug­ batterie hinein (Ladegerät, Lichtmaschine während Fahrt) bzw. aus der Kraft­ fahrzeugbatterie herausfließt (Ruhestromverbraucher, Heizung, Beleuchtung). Über eine vorzeichenrichtige Integration der Gesamtströme läßt sich dann rechnerisch die verfügbare Kapazität ermitteln.
In der Praxis ergeben sich bei diesem Verfahren jedoch zwei unüberwindbare Problemkreise:
  • 1. Für die vorstehend beschriebene Bilanz sind einmal sehr kleine Ströme zu messen (Ruheströme im mA-Bereich, die sich bei längeren Standzeiten zu nicht unerheblichen Kapazitätsverbräuchen addieren), sowie auch sehr hohe Ströme (z. T. größer als 1000 A), die zwar nur für sehr kurze Zeit fließen, aber ebenfalls sehr viel Kapazität verbrauchen. Eine Strommessung über den Bereich von wenigen mA bis zu 1000 Ampere (6 Dekaden) mit der er­ forderlichen Genauigkeit ist extrem kostenintensiv und für die praktische Anwendung nicht geeignet.
  • 2. Die aufgenommene Ladungsmenge wird in dem elektrochemischen Prozeß nicht vollständig umgesetzt, d. h. ein Teil geht für den elektrochemischen. Prozeß verloren (Gasung, parasitäre Restströme). Wie groß dieser Verlust ist, kann nach derzeitigem Erkenntnisstand mit vertretbarem Aufwand online nicht bestimmt werden.
Daß die vorstehend erläuterten Probleme bisher nur unzureichend gelöst sind wird durch den Umstand deutlich, daß Fehlfunktionen der Kraftfahrzeugbatterie eine der häufigsten Pannenursachen sind.
Es besteht somit das Aufgabe, den Ladezustand der Kraftfahrzeugbatterie bes­ ser zu überwachen, sowie die Batterieparameter bezüglich Leistung und Halt­ barkeit zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Kraftfahrzeugbatterie nach An­ spruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
Nach Anspruch 1 weist eine Kraftfahrzeugbatterie ein Isoliergehäuse auf, das die Kraftfahrzeugbatterie vor äußeren und schädigenden Höchst- und Tiefst­ temperaturspitzen, die im Rahmen der Fahrzeugbenutzung auftreten, schützt. Die Isolierwirkung ist auch so bemessen, daß innerhalb der Kraftfahrzeugbatte­ rie ein Temperaturausgleich erfolgt. Der Temperaturfühler kann an einer belie­ bigen Stelle angeordnet sein, da durch die Isolierwirkung des Gehäuses keine unzulässig großen Temperaturgradienten entstehen. Falls die Kraftfahrzeug­ batterie eine integrierte Heizeinrichtung aufweist, ist der Temperaturfühler möglichst weit entfernt von dieser anzuordnen. Damit ist gewährleistet, daß die Innentemperatur mit nur einem Meßfühler hinreichend genau gemessen wer­ den kann. Innerhalb des Isoliergehäuses und mit der Kraftfahrzeugbatterie elektrisch, wärmeleitend und mechanisch fest verbunden ist eine elektronische Vorrichtung angeordnet, die folgende elektrische Komponenten aufweist:
Eine elektronische Betriebsgrößenermittlungsvorrichtung zum Ermitteln von wenigstens der Betriebsgrößen Batteriespannung, Batterieinnentemperatur und Batterieaußentemperatur über der Zeit, wobei nach einem Algorithmus die Ab­ tastzeiten gesteuert werden. So werden z. B. wichtige und schnell ablaufende Vorgänge, wie das Anlassen des Motors, sehr kurz abgetastet. d. h. beobachtet und andere Vorgänge, wenn z. B. das Fahrzeug steht, nur langsam abgetastet.
Eine erste Speichervorrichtung, in der eine Vielzahl von Wertetafeln mit Algo­ rithmen und Parametern gespeichert sind, die die Kraftfahrzeugbatterie charak­ terisieren. Diese Werte sind z. T. empirisch ermittelt worden. Sie beinhalten die Erkenntnis, wie eine Kraftfahrzeugbatterie, die sich z. B. gerade in einem schlechten Betriebszustand befindet, zu behandeln ist, damit die Kraftfahr­ zeugbatterie schnell und schonend in einen besseren Betriebszustand ge­ bracht werden kann, z. B. mittels definierter Aufladung oder Erwärmen.
Eine zweite Speichervorrichtung zum Speichern der von der Betriebsgrößen­ ermittlungsvorrichtung ermittelten Betriebsgrößen in Bezug auf die Zeit. In die­ sem Speicher ist die Vorgeschichte der Kraftfahrzeugbatterie gespeichert, d. h. z. B. wie häufig der Motor gestartet wurde, wie der Verlauf der Außentempera­ tur war, ob alle Verbraucher zugeschaltet waren und wie lange und ob mit ho­ her oder mit niedriger Motordrehzahl gefahren wurde.
Eine erste Vergleichsvorrichtung zum Ermitteln des aktuellen Batteriezustan­ des durch Vergleich der ermittelten Betriebsgrößen mit den in der ersten Spei­ chervorrichtung gespeicherten Algorithmen und Parametern.
Eine erste Entscheidungsvorrichtung, die entscheidet, welche Maßnahmen un­ ter Berücksichtigung des ermittelten Batteriezustandes und der aktuellen Be­ triebsbedingungen zu treffen sind. Es wird z. B. festgelegt, mit welchem Strom und wie lange die Kraftfahrzeugbatterie aufgeladen werden soll, und ob die Kraftfahrzeugbatterie dabei gleichzeitig erwärmt werden soll.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Kraftfahrzeugbatterie sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.
Nach Anspruch 2 ist eine zweite Entscheidungsvorrichtung vorgesehen, die entscheidet, ob die von der ersten Entscheidungsvorrichtung getroffenen Maß­ nahmen nach Ablauf einer Zeitdauer die angestrebte Wirkung erzeugt haben und im Fall des Nichterreichens der Wirkung ein Abnormitätssignal auslöst, d. h. es wird festgestellt, ob die angewendeten Maßnahmen zur Verbesserung des Betriebszustandes den zu erwartenden Erfolg gebracht haben. Falls sich dieser Erfolg nicht einstellt, wird ein Signal ausgelöst, das auf einen Defekt hinweist.
Nach Anspruch 3 wird die Außentemperatur mit einer Temperaturmeßvorrich­ tung gemessen oder mittels eines wärmetechnischen Modells über die Innen­ temperatur errechnet. Die Bestimmung eines solchen wärmetechnischen Mo­ dells ist aus dem Stand der Technik bekannt und bedarf daher für den Fach­ mann keiner weiteren Erläuterungen.
Nach Anspruch 4 ist innerhalb des Isoliergehäuses eine Batterie-Heizein­ richtung vorgesehen ist, die auch mittels der elektronischen Vorrichtung steu­ erbar ist, d. h. die Heizeinrichtung kann sowohl extern, z. B. von Hand einge­ schaltet, als auch mittels der elektronischen Vorrichtung vorbestimmt gesteuert werden.
Nach Anspruch 5 ist in der elektronische Vorrichtung ein Beschleunigungssen­ sor integrierte, der die auf die Kraftfahrzeugbatterie einwirkenden Beschleuni­ gungen erfaßt. Diese Meßsignale werden in der elektronische Vorrichtung ge­ speichert. Der Vorteil dieser Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß unzulässige Beschleunigungen, die z. B. entstehen, wenn die Batteriehalterung gebrochen ist, sofort erkannt werden. Ferner kann auch ermittelt werden, ob die Kraftfahrzeugbatterie bei einem Aus- und Einbau einmal unsachgemäß be­ handelt, z. B. hart aufgesetzt wurde.
Nach Anspruch 6 ist eine optische oder akustische Batteriezustandsinformati­ onsvorrichtung vorgesehen, mittels der der Fahrer über den Zustand der Kraft­ fahrzeugbatterie informiert und ggf. gewarnt wird.
Nach Anspruch 7 ist eine Datenkommunikationsleitung zwischen der elektroni­ schen Vorrichtung und dem Regler der Lichtmaschine vorgesehen ist, um die Ladung der Kraftfahrzeugbatterie zu steuern.
Nach Anspruch 8 ist eine Datenkommunikationsleitung zwischen der elektroni­ schen Vorrichtung und dem Bordcomputer des Fahrzeugs vorgesehen. Diese Maßnahme ermöglicht, daß ein Teil der Auswerteoperationen, die in der elek­ tronischen Vorrichtung der Kraftfahrzeugbatterie durchgeführt werden, effizien­ ter im Bordcomputer ausgeführt werden kann.
Nach Anspruch 9 ist eine Dateneingabeeinrichtung zur manuellen oder ande­ ren Eingabe von Daten vorgesehen, die mit der elektronischen Vorrichtung verbunden ist. Vom Fahrer kann z. B. die Uhrzeit eingegeben werden, zu der das Fahrzeug täglich gestartet wird. Wenn der Start z. B. bei niedrigen Außen­ temperaturen erfolgen muß, wird die interne Heizung z. B. eine Stunde zuvor eingeschaltet, wodurch das Startverhalten wesentlich verbessert und die Kraft­ fahrzeugbatterie geschont wird.
Nach Anspruch 10 ist die Dateneingabeeinrichtung drahtlos ansteuerbar, z. B. mittels eines Funktelefons. Wenn das Fahrzeug z. B. im Winter mehrere Tage lange auf dem Parkplatz eines Flughafens gestanden hat, ist die Kraftfahr­ zeugbatterie stark unterkühlt. Wenn der Fahrer seine Ankunft auf dem Flugha­ fen kennt oder abschätzen kann, wählt er eine Nummer des Mobiltelefonnetzes und kann den Einschaltzeitpunkt einer Heizung programmieren. Die dazu er­ forderliche Technik ist bereits verfügbar und wird bei der Fernprogrammierung von Anrufbeantwortern eingesetzt. Es sei angemerkt, daß sowohl die interne Batterieheizung als auch die Standheizung des Fahrzeugs verwendet werden kann.
Nach Verfahrensanspruch 11 werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:
  • - Messen der Batteriespannung nach einem Zeitalgorithmus, wobei besonders kritische Zeitabschnitte häufiger gemessen werden, z. B. während der Anlaß­ phase des Motors.
  • - Messen der Temperatur im Batterieinneren nach einem vorbestimmten Zeital­ gorithmus, wobei hierbei solche Abtastraten gewählt werden, die an die Wär­ mekapazität der Kraftfahrzeugbatterie angepaßt sind.
  • - Bestimmen der Umgebungstemperatur nach einem vorbestimmten Zeitalgo­ rithmus, wobei die Umgebungstemperatur mittels eines Sensors gemessen werden kann oder über ein wärmetechnisches Modell errechnet wird.
  • - Vergleichen der ermittelten Spannungs- und Temperaturwerte mit den ge­ speicherten Spannungs- und Temperaturwerten, wobei z. B. Ruhestromwerte unter verschiedenen Temperaturverhältnissen gespeichert sind und mit den gemessenen Werten verglichen werden.
  • - Entscheiden nach einem Algorithmus, welche Maßnahmen unter Berücksich­ tigung des ermittelten Batteriezustandes und der aktuellen Betriebsbedingun­ gen zu treffen sind, wobei z. B. eine gravierende Änderung eines Ruhestroms auf einen Defekt hinweisen kann.
Unter Ruhestrom ist im vorgenannten Fall der Strom zu verstehen, der fließt, wenn das Fahrzeug abgestellt wurde. Der Ruhestrom wird durch die Alarman­ lage und andere Einrichtungen generiert, die nicht abgeschaltet werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens werden mit den Ansprü­ chen 12 bis 17 beansprucht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels und der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine räumliche und teilweise geschnittene Darstellung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbatterie.
Eine Kraftfahrzeugbatterie 1 weist eine Schicht 2 aus thermisch gut isolieren­ dem Material auf. Eine als Heizfolie ausgebildete Heizung 3 ist auf der Vorder­ seite der Kraftfahrzeugbatterie angeordnet und elektrisch mit dieser verbunden. Eine elektronische Schaltung 4 ist auf der Oberseite der Kraftfahrzeugbatterie mit dieser mechanisch fest und elektrische verbunden. In der Schaltung 4 sind Sensoren (nicht gezeigt) zum Messen der Temperatur, der Spannung und der Beschleunigung integriert.
Nachfolgend wird lediglich beispielhaft aufgeführt, welche Möglichkeiten der Erfassung des Batteriezustandes bzw. dessen Verbesserung es gibt.
Mit den Sensoren wird der Verlauf von Meßgrößen über der Zeit als Zeitfunkti­ on F(t)) erfaßt, wobei bei der Meßwerterfassung vorbestimmte Abtastraten ein­ gestellt werden. Folgende Meßgrößen werden ermittelt: Batteriespannung u(t), Innentemperatur Ti(t), Außentemperatur Ta(t), Beschleunigung der Kraftfahr­ zeugbatterie b(t). Über die Verknüpfung der verschiedenen Zeitfunktionen Fi(t) kann in Zeitfiltern der zeitliche Verlauf einer nicht direkt meßbaren Größe er­ rechnet werden, z. B. die Leistung P(t) = u(t).i(t).
Weiterhin kann aus dem zeitlichen Verlauf F(t) einer Meßgröße unter Einbe­ ziehung von Systeminformationen der zeitliche Verlauf H(t) einer nicht direkt gemessenen Größe errechnet werden. So ist es möglich, aus dem zeitlichen Verlauf der Innentemperatur Ti(t) bei Kenntnis der entsprechenden Systempa­ rameter (z. B. Wärmekapazität, Wärmedurchgangszahl) der Verlauf der Au­ ßentemperatur zu errechnen. Ebenso kann aus dem zeitlichen Verlauf der Bat­ teriespannung während des Startvorgangs bei Kenntnis von Motorparametern, wie z. B. des typischen Anlaufmoments bei einer vorbestimmten Temperatur) die Anlaufdrehzahl n(t) errechnet werden, die mit der tatsächlich gemessenen Drehzahl verglichen wird.
Um den Einfluß von Störgrößen auf die Messungen zu reduzieren, werden mit­ tels aus dem Stand der Technik bekannte Methoden, z. B. die gleitende Mittel­ wertbildung F(t = t0) = (F(t = t0 - 1) + F(t = t0))/2 eingesetzt.
Mittels der Kombination verschiedener Meßgrößen wird zum Zeitpunkt t0 ein Meßvektor definiert, wobei das Eintreten bzw. das Fortbestehen eines vordefi­ nierten Zustandes Z(t0) ermittelt bzw. beobachtet werden kann, z. B.
  • - Fahrzeug steht, Motor dreht im Leerlauf;
  • - Fahrzeug steht, Motor ist aus;
  • - Fahrzeug steht bereits über eine Stunde, Kraftfahrzeugbatterie wird nur durch Ruhestromverbraucher belastet;
  • - Fahrzeug steht seit über fünf Stunden, Kraftfahrzeugbatterie wird nur durch Ruhestromverbraucher belastet, die Außentemperatur beträgt -10°C, Tendenz gleichbleibend;
  • - Fahrzeug steht seit über fünf Stunden, Kraftfahrzeugbatterie wird nur durch Ruhestromverbraucher belastet, die Außentemperatur beträgt -10°C, Tendenz steigend;
  • - Motor wird nach Standzeit von 24 Stunden bei durchschnittlich 0°C gestartet, Anlaufdrehzahl entspricht Solldrehzahl, Dauer des Anlaßvorgangs entspricht Solldauer oder
  • - Fahrzeug ist seit 1 Stunde unterwegs, die mittlere Beschleunigung der Kraft­ fahrzeugbatterie ist kleiner als ein vorgegebener Sollwert, Heizung aus.
Jeder, dieser Zustände kann durch einen Meßvektor Z zum gegenwärtigen Zeitpunkt t0 beschrieben werden. Die Meßgrößen, die nur während eines vor­ bestimmten Zustandes relevant sind, können nun mit Eintreten dieses Zustan­ des bestimmt werden oder solange bestimmt werden, wie dieser Zustand an­ hält. Sobald sich der Meßvektor Z ändert (Änderung des Zustandes), wird das Meßergebnis mit dem Meßvektor als Zustandsvektor Z(z0) gespeichert.
Eine wichtige Kenngröße der Kraftfahrzeugbatterie ist die Ruhespannung. Die Ruhespannung kann nur unter definierten Voraussetzungen bestimmt werden, d. h. das Fahrzeug wird eine vorbestimmte Zeit gefahren (Zustand 1) und dann abgestellt, so daß in diesem Zustand lediglich ein Ruhestrom fließt, der z. B. von der Alarmanlage verursacht wird. Dieser Zustand darf sich innerhalb einer vorbestimmten Zeit tx, die typischerweise bei 10 bis 12 Stunden liegt, nicht än­ dern (Zustand 2). Falls sich der Zustand 2 nicht geändert hat, kann unter An­ wendung eines Zeitfilters aus dem Verlauf der Batteriespannung u(t) der Ruhe­ strom i(t) und in einem nachfolgendem Filter die Ruhespannung u0 bestimmt werden, die sich an der Kraftfahrzeugbatterie ohne Belastung einstellen würde.
Wird im Verlauf der Zeit tx ein weiterer Verbraucher geschaltet (z. B. Fahrer schaltet Radio ein/aus) oder wird das Fahrzeug gestartet, dann hat sich der Zustand 2 geändert, wodurch die Voraussetzung für die Bestimmung der Ru­ hespannung nicht mehr gegeben ist, d. h. die Messung muß unterbrochen wer­ den und kann erst wiederholt werden, wenn die Zustände 1 und 2 erfüllt sind.
Der Ladezustand und der allgemeine technische Zustand der Kraftfahrzeugbat­ terie kann erfindungsgemäß wie folgt bestimmt werden:
Anfangsbedingung: Fahrzeug steht, Batterieelektronik schaltet für vorbestimm­ te Zeit die Batterieheizung ein (= definierter Widerstand). Der Spannungsver­ lauf u(t) und der Verlauf der Innentemperatur Ti(t) werden während der Heiz­ phase aufgezeichnet. Über die Kenntnis der Außentemperatur Ta(t) kann dar­ aus der Innenwiderstand sowie ein Kennwert ermittelt werden, der die aktuelle Startfähigkeit des Fahrzeugs beschreibt. Außerdem kann aus dem Spannungs­ verlauf während der Heizphase auf den Zustand der Kraftfahrzeugbatterie ge­ schlossen werden. Das ist dadurch möglich, daß der aktuelle Spannungsver­ lauf mit einem gespeicherten, typischen Spannungsverlauf verglichen wird. Der typische Spannungsverlauf ist der Spannungsverlauf einer neuen oder einer technisch intakten Kraftfahrzeugbatterie.
Der Ladezustand der Kraftfahrzeugbatterie kann erfindungsgemäß auch wie folgt bestimmt werden, wobei in der elektronischen Vorrichtung eine Beschleu­ nigungsmeßvorrichtung eingebaut ist: Das Fahrzeug fährt. Aus dem Histo­ gramm der aufgezeichneten Beschleunigungswerte während einer vorgegebe­ nen Fahrzeit wird eine Kenngröße ermittelt, die ein Maß für die Elektrolyt­ durchmischung ist. Diese Kenngröße ist mitbestimmend bei der Bestimmung des aktuellen Ladezustands.
Neben der Erkennung des Ladezustandes bzw. des allgemeinen technischen Zustandes der Kraftfahrzeugbatterie ermöglicht die Erfindung auch eine Ver­ besserung des aktuellen Zustandes, was an folgendem Beispiel erläutert wer­ den soll:
Wenn die Kraftfahrzeugbatterie bereits einige Jahre alt ist, d. h. einen techni­ schen Zustand aufweist, der bei tiefen Temperaturen bereits zu Startschwierig­ keiten führen könnte, kann in dieser Situation durch die interne Heizung eine Verbesserung des Startverhaltens bewirkt werden. Gleichzeitig wird bei einem verbesserten, d. h. zügigen Start die Kraftfahrzeugbatterie weniger belastet, wodurch sich die Lebensdauer der Kraftfahrzeugbatterie objektiv erhöht. Es ist weiterhin möglich, bei tieferen Temperaturen die Batterietemperatur mittels der Heizung auf einem höheren Niveau zu halten, was ebenfalls zur Verlängerung der Lebensdauer beiträgt.
Zur weiteren Erläuterung ist zu erwähnen, daß es nicht erforderlich ist, alle Meßwerte, die während eines gesamten Batterielebens (4-5 Jahre) anfallen, aufzuzeichnen. Aus diesem Grund werden nicht die Zeitreihen, sondern nur die Zustandsvektoren Z(z0) gespeichert. Diese Zustandsvektoren stehen definiti­ onsgemäß in keiner strengen zeitlichen Korrelation zueinander, wie z. B. bei der Ruhestrombestimmung deutlich wird. Es ist nicht vorhersehbar in welchem zeitlichen Abstand sich die geforderten Zustandsbedingungen einstellen - hier können u. U. jeweils unterschiedlich viele Tage zwischen den aufgezeichneten Zustandsvektoren liegen.
Dennoch ist mit der Aufzeichnung eine ausreichende, zeitliche Zuordnung der Zustandsvektoren gegeben, denn ein Vergleich bzw. eine Regressions- Analyse z. B. der 10 letzten Zustandsvektoren mit dem augenblicklichen Zu­ standsvektor Z(z0) ermöglicht, Veränderungen im Verhalten des Gesamtsystem zu erkennen, und eine Ausfallvorhersage bzw. eine vorbeugende, d. h. einen Ausfall verhindernde Aktion auszulösen. Die entsprechenden Entscheidungen werden mit Hilfe von Entscheidungsfiltern getroffen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Die eingesetzten Entscheidungsfilter zur Bestimmung der verfügbaren Kapazi­ tät bzw. zur Erhaltung/Verlängerung der Batterielebensdauer verwenden dem­ zufolge:
  • - gemessene aktuelle Werte Fi(t0)
  • - berechnete aktuelle Werte Hi(t)
  • - systemimmanente Informationen
  • - den aktuellen Zustandsvektor Z(z0)
  • - zurückliegende Zustandsvektoren Z(z < z0) bzw. Verknüpfungen zurückliegen­ der Zustandsvektoren Zi(z < z0).
Zusammenfassend sei noch einmal betont, daß die der Erfindung zu Grunde liegende Idee vielfältige Abwandlungen ermöglicht, deren Beschreibung im Einzelnen auf Grund der hohen Anzahl nicht möglich ist. Der Fachmann kann jedoch unter Kenntnis der offenbarten Erfindungsidee weitere Ausführungsfor­ men schaffen, ohne selbst erfinderisch tätig zu werden, die auch unter den Schutzumfang der nachfolgenden Patentansprüche fallen.

Claims (17)

1. Kraftfahrzeugbatterie (1)
mit einem Isoliergehäuse (2), dessen thermische Isolierwirkung so bemessen ist, daß die Kraftfahrzeugbatterie (1) vor schädigenden äußeren Höchst- und Tiefsttemperaturspitzen, die im Rahmen der Fahrzeugbenutzung auftreten können, isoliert ist und innerhalb der Kraftfahrzeugbatterie (1) ein Temperatur­ ausgleich erfolgt, und
mit einer elektronischen Vorrichtung (4), die innerhalb des Isoliergehäuses (2) mit der Kraftfahrzeugbatterie (1) elektrisch, wärmeleitend und mechanisch fest verbunden ist und folgende elektrische Komponenten aufweist:
eine elektronische Betriebsgrößenermittlungsvorrichtung zum Ermitteln von wenigstens der Betriebsgrößen Batteriespannung, Batterieinnentemperatur und Batterieaußentemperatur über der Zeit,
eine erste Speichervorrichtung, in der eine Vielzahl von Wertetafeln mit Algo­ rithmen und Parametern gespeichert sind, die die Kraftfahrzeugbatterie charak­ terisieren,
eine zweite Speichervorrichtung zum Speichern der von der Betriebsgrößen­ ermittlungsvorrichtung ermittelten Betriebsgrößen in Bezug auf die Zeit,
eine erste Vergleichsvorrichtung zum Ermitteln des aktuellen Batteriezustan­ des durch Vergleich der ermittelten Betriebsgrößen mit den in der ersten Spei­ chervorrichtung gespeicherten Algorithmen und Parametern und
eine erste Entscheidungsvorrichtung, die entscheidet, welche Maßnahmen unter Berücksichtigung des ermittelten Batteriezustandes und der aktuellen Betriebsbedingungen zu treffen sind.
2. Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Entscheidungsvorrichtung vorgesehen ist, die entscheidet, ob die von der ersten Entscheidungsvorrichtung getroffenen Maßnahmen nach einer be­ stimmten Zeit die angestrebte Wirkung erzeugt haben und im Fall des Nichter­ reichens der angestrebten Wirkung ein Abnormitätssignal auslöst.
3. Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außentemperatur mit einer Temperaturmeßvorrichtung gemessen oder mittels eines wärmetechnischen Modells über die Innentemperatur errechnet wird.
4. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Isoliergehäuses (2) eine steuerbare Batte­ rie-Heizeinrichtung (3) vorgesehen ist.
5. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die integrierte elektronische Vorrichtung (4) ferner einen Beschleunigungssensor aufweist, mit dem die Beschleunigungen der Kraftfahr­ zeugbatterie erfaßt und in der Vorrichtung gespeichert werden.
6. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine optische oder akustische Batteriezustandsinformati­ onsvorrichtung vorgesehen ist.
7. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Datenkommunikationsleitung zwischen der elektroni­ schen Vorrichtung und dem Regler der Lichtmaschine vorgesehen ist.
8. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Datenkommunikationsleitung zwischen der elektroni­ schen Vorrichtung und dem Bordcomputer des Fahrzeugs vorgesehen ist.
9. Kraftfahrzeugbatterie nach einem der Vorrichtungsansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Dateneingabeeinrichtung zur manuellen oder anderen Eingabe von Daten vorgesehen ist und diese mit der elektronischen Vorrich­ tung verbunden ist.
10. Kraftfahrzeugbatterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dateneingabeeinrichtung drahtlos ansteuerbar ist.
11. Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Kraftfahrzeugbatterie nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:
  • - Messen der Batteriespannung nach einem Zeitalgorithmus,
  • - Messen der Temperatur im Batterieinneren nach einem Zeitalgorithmus,
  • - Bestimmen der Umgebungstemperatur nach einem Zeitalgorithmus,
  • - Vergleichen der ermittelten Spannungs- und Temperaturwerte mit den ge­ speicherten Spannungs- und Temperaturwerten, und
  • - Entscheiden nach einem Algorithmus, welche Maßnahmen unter Berücksich­ tigung des ermittelten Batteriezustandes und der aktuellen Betriebsbedingun­ gen zu treffen sind.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen­ temperatur gemessen oder nach einem Modell errechnet wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei niedrigen Außentemperaturen die integrierte Batte­ rieheizung (3) nach einem Zeitalgorithmus eingeschaltet wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei niedrigen Außentemperaturen und bei einem ungün­ stigen Betriebszustand die Kraftfahrzeugbatterie (1) von einer, von der Kraft­ fahrzeugbatterie gesteuerten Zusatzheizung, wie z. B. der Benzin- Standheizung, erwärmt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom ermittelten Batteriezustand und von den aktuellen Betriebsbedingungen elektrische Verbraucher hierarchisch ge­ steuert werden.
16. Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß in Abhängigkeit vom ermittelten Batteriezustand vor einem Startvor­ gang bestimmt wird, ob die Batteriekapazität für einen sicheren Start ausreicht, wobei im Fall unzureichender Batteriekapazität Maßnahmen nach Anspruch 13, 14 und/oder 15 eingeleitet werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom ermittelten Batteriezustand der Bat­ terieladestrom mittels des Reglers der Lichtmaschine geregelt wird.
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